سيد خالد مصطفى؛ مشاري محمد حسن الجهني؛ علي حمزة العيسى؛ حاتم ع.العوه؛ محمود عبد العزيز؛ نهى عمر؛ أسماء عبيد الله العطاوي؛ فهيم احمدSoft Robotic Actuation Facilitated by Polypyrrole Coated‑Sulfonated Polyvinyl Alcohol‑Graphene Oxide‑ZnO Network‑Based Nanocomposite Membranes
المؤلفون بالإنجليزي
Syed Khalid Mustafa; Meshari M. H. Aljohani; Ali Hamzah Alessa; Hatem A. Al-Aoh; Mahmoud A. Abdelaziz; Noha Omer; Asma Obaidallah Alatawi; Faheem Ahmad
الملخص العربي
خلاصة
تعرض هذه الدراسة تخليق البولي بيرول المطلي فوق كحول البولي فينيل المسلفن وأكسيد الجرافين النانوي ZnO
مشغلات المركبات النانوية القائمة على الشبكة (SPVA/GO/ZnO-Nps/PPy). تم استخدام طريقة صب المحلول لإنشاء
غشاء. تم استخدام HO3SC6H3-1,2-(CO2H)2 كعامل سلفنة أثناء عملية سلفنة كحول البولي فينيل. أ
يتم طلاء البولي بيرول على ركيزة شبكة ZnO بأكسيد الجرافين النانوي من البولي فينيل المسلفنة باستخدام
عملية بلمرة أكسدة كيميائية مائية مع تخليق بولي بيرول في الموقع. الشبكة المتسقة التي يمكنها ذلك
تم الكشف أيضًا عن فقدان الماء باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح. إمكانات التبادل الأيوني الكافية تبلغ 1.79 ملي مكافئ g−1
تم توضيح ذلك من خلال شبكات ZnO ذات الغشاء الجاف المصنوع من البولي فينيل كحول الجرافين وأكسيد النانو مع طبقات دور البوليبير. وقد لوحظ أن قدرة الغشاء على الامتصاص عند 45 درجة مئوية كانت حوالي 80.45% بعد حوالي 24 ساعة من التسخين.
الغمر. تمت ملاحظة موصلية بروتونية ممتازة تبلغ 1.69 × 10 سم −1 بواسطة طلاء البولي بيرول للمركب النانوي
غشاء. تم تقدير قدرة الغشاء على فقدان الماء بحوالي 37.8% لمدة 10 دقائق عند 6 فولت. بالإضافة إلى ذلك، عند 4 فولت،
كشف التوصيف الكهروميكانيكي عن إزاحة طرفية قصوى تبلغ 15.5 ملم. بالمقارنة مع المنشورة في وقت سابق
أغشية باهظة الثمن تعتمد على البوليمر، أدى الغشاء المُركب النانوي إلى تحسين امتصاص الماء والتبادل الأيوني
عززت السعة والتوصيل الأيوني الخصائص الكهربائية مع الأداء الجيد لانشقاق الطرف. تطوير قابض دقيق يعتمد على بولي بيرول مطلي بكحول البولي فينيل المسلفن وأكسيد الزنك النانوي بأكسيد الجرافين
يتمتع غشاء المركبات النانوية القائم على الشبكة (SPVA/GO/ZnO-Nps/PPy) بالكثير من الإمكانات لاستخدامه كمحركات روبوتية ناعمة.
الملخص الانجليزي
Abstract
This study presents the synthesis of polypyrrole coated over sulfonated polyvinyl alcohol and graphene oxide-nanosized ZnO
network-based nanocomposite actuators (SPVA/GO/ZnO-Nps/PPy). The solution casting approach was used to create the
membrane. HO3SC6H3-1,2-(CO2H)2 was used as a sulfonating agent during the sulfonation process of polyvinyl alcohol. A
polypyrrole coating is done on a sulfonated polyvinyl alcohol and graphene oxide-nanosized ZnO network substrate using
an aqueous chemico-oxidation polymerization process with in-situ polypyrrole synthesis. The consistent network that can
block water loss was also revealed using scanning electron microscopy. An adequate ion-exchange potential of 1.79 meq g−1
was demonstrated by the dry membrane sulfonated polyvinyl alcohol graphene oxide-nanosized ZnO networks with polypyrrole coatings. It was observed that the membrane’s absorption capacity at 45 °C was around 80.45% after roughly 24 h of
dousing. Excellent proton conductivity of 1.69 × 10−3 Scm−1 was observed by the polypyrrole coating of the nanocomposite
membrane. The membrane’s capacity to lose water was estimated to be around 37.8% for 10 min, at 6 V. In addition, at 4 V,
the electro-mechanical characterization revealed a maximum tip displacement of 15.5 mm. In comparison to earlier published
expensive polymer-based membranes, the claimed nanocomposite membrane improved water-absorption, ion-exchange
capacity, and ionic-conductivity enhanced the electrical characteristics with good performance of tip defection. The development of a microgripper based on a polypyrrole coated over sulfonated polyvinyl alcohol and graphene oxide-nanosized ZnO
network-based nanocomposites membrane (SPVA/GO/ZnO-Nps/PPy) has a lot of potential for use as soft robotic actuators.
د. نهى محمد علي عمر | Dr. Noha Mohammed ALi Omer | 8538